瓶子注水发声问题纳入2019国际青年物理学家锦标赛探究课题

近日研究最新发布的2019国际青年物理学家锦标赛试题，发现第5题竟然与我们一年前研究过的酒瓶吹奏发音问题十分相仿，不同之处是第5题属于水流冲击导致瓶子发声。

我们相信原理都是相通的。

试题呈现

5. Filling Up a Bottle

When a vertical water jet enters a bottle, sound may be produced, and, as the bottle is filled up,the properties of the sound may change. Investigate how elevant parameters of the system such as speed and dimensions of the jet, size and shape of the bottle or water temperature affect the sound.

5. 填充瓶子

当垂直的水柱进入瓶子时， 可能会产生声音， 并且，随着瓶子被填充，声音的特性会改变。探究此系统的相关参数，如水柱的速度与尺寸，瓶子的大小与形状或水温等对声音的影响。

实验探究

将水龙头调节出一条细细的水流，水瓶置于水龙头下方，让水流经过瓶口为瓶子灌水，同时利用智能手机中的音频分析软件Phyphox中的Frequency history传感器录制水流冲击使瓶子发出的声音频率。

根据Frequency history传感器记录的音频数据可知，音频数据可以分为两个部分，上部分离散性较大的高频部分属于水流冲击水面时气泡破裂声，下部分成上升规律的中低频部分属于瓶内空气共鸣发声。

将Frequency history传感器记录的数据输出为EXCEL格式，剔除高频杂音，保留瓶内空气共鸣发声产生的中低频部分，在EXCEL中以频率为纵轴、时间为横轴绘制散点图，可以发现：随着注水的进行，频率瓶子发出的声音逐渐升高，并存在明显的非线性关系。

EXCEL的拟合功能比较有限，在EXCEL中竟然拟合不出来合适的曲线和方程，哪位网友能推荐一个更好的拟合软件？

| 创客焦作 | 

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